scatter és gather típusú algoritmusok
DESCRIPTION
Scatter és gather típusú algoritmusok. Hisztogram. Kvantált kép fényesség értékei: G [ 0, Gmax ] G fényességű pontok száma: P(G). Hisztogram. Hisztogram. Kevés árnyalat Túlexponált. Hisztogram. Hisztogram generálás a GPU-n. Vertex shader. Blending. Fragmens shader. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Scatter és gather típusú algoritmusok
Kvantált kép fényesség értékei: G [0, Gmax]
G fényességű pontok száma: P(G)
Hisztogram
ggp )( ggg ,
max
0
1)(g
dggp
Hisztogram
Kevés árnyalat
Túlexponált
Hisztogram
Hisztogram
Hisztogram generálás a GPU-n
Vertex shader
Fragmens shader
Blending 1 2 15 6 4 9
31
Fragmensek kompozitálása glBlendEquation(equation)▪ GL_FUNC_ADD
▪ GL_FUNC_SUBTRACT
▪ GL_FUNC_REVERSE_SUBTRACT
▪ GL_MIN
▪ GL_MAX
Hisztogram
rdrs DRSRR adas DASAA
rdrs DRSRR adas DASAA
rsrd SRDRR asad SADAA
),min( ds RRR ),min( ds AAA
),max( ds RRR ),max( ds AAA
Hisztogram
glBlendFunc(src, dst) GL_ZERO, GL_ONE
GL_SRC_COLOR, GL_DST_COLOR
GL_SRC_ALPHA, GL_DST_ALPHA
GL_CONSTANT_COLOR, GL_CONSTANT_ALPHA
GL_ONE_MINUS_...
0rS 0A
sr RS sAA
sr AS sAA
cr RS cAA
sr RS 1 sAA 1
Hisztogram generálás Grid
SzámításglEnable(GL_BLEND);glBlendFunc(GL_ONE, GL_ONE);histogramBuffer->setRenderTarget();histogramShader->enable();histogramShader->bindUniformTexture(„inputBuffer”, texture->getTextureHandle(0), 0);grid->render(histogramShader);histogramShader->disable();histogramBuffer->disableRenderTarget();glDisable(GL_BLEND);
GLfloat* vertices = new GLfloat[3 * width * height];for(int y = 0; y < height; ++y){ for(int x = 0; x < width; ++x){ vertices[3 * (x + y * width) ] = x / width; vertices[3 * (x + y * width) + 1] = y / height; vertices[3 * (x + y * width) + 2] = 0.0f; }}
Hisztogram generálás
Vertex shader
Fragmens shader
uniform sampler2D inputBuffer;in vec4 position;
void main(void){ vec2 resolution = textureSize(inputBuffer, 0); float luminance = texture(inputBuffer, position.xy + (0.5 / resolution)).x; gl_Position = vec4( 2.0 * (luminance - 0.5), 0.0, 0.0, 1.0);}
out vec4 outColor;
void main(void){ outColor = vec4(1.0);}
Hisztogram generálás
Vertex shader II.uniform sampler2D inputBuffer;uniform float hLevels;
in vec4 position;
void main(void){ vec2 resolution = textureSize(inputBuffer, 0); float luminance = texture(inputBuffer, position.xy + (0.5 / resolution)).x; gl_Position = vec4( 2.0 * (luminance * (1.0 – 1.0 / hLevels) + 0.5 / hLevels - 0.5),
0.0, 0.0, 1.0);}
Kép visszaolvasása
Forrás kiválasztása Buffer kiválasztása
▪ GL_DRAW_FRAMEBUFFER▪ GL_READ_FRAMEBUFFER▪ GL_FRAMEBUFFER
Komponens kiválasztása
▪ GL_COLOR_ATTACHMENTx▪ GL_DEPTH_COMPONENT▪ GL_DEPTH_STENCIL▪ GL_STENCIL_INDEX
glReadBuffer(source);
glBindBuffer(target, buffer);
Kép visszaolvasása
Buffer másolása
Format▪ GL_RED, GL_GREEN, GL_BLUE, GL_ALPHA▪ GL_RGB, GL_RGBA▪ GL_LUMINANCE, GL_LUMINANCE_ALPHA
Type▪ GL_BYTE, GL_SHORT, GL_INT, GL_FLOAT▪ GL_UNSIGNED_INT_8_8_8_8▪ ...
glReadPixels(x, y, width, height, format, type, *data);
Kép visszaolvasása
float histogram[255] = {0.0f};
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, histogramBuffer->getHandle());glReadBuffer(GL_COLOR_ATTACHMENT0);glReadPixels(0, 0, 255, 1, GL_RED, GL_FLOAT, histogram);glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
1 2 15 6 4 9 31
Framebuffer
Normálás
Hisztogram
)( 112
max* GGGG
GG
Hisztogram
Normálásuniform sampler2D inputMap;uniform float G1;uniform float G2;uniform float Gmax;
in vec2 fTexCoord;out vec4 outColor;
void main(void){ float luminance = texture(inputMap, fTexCoord); outColor = vec4( Gmax / (G2 – G1) * (luminance – G1)); }
Hisztogram
Kvantálásuniform sampler2D inputMap;uniform int levels;
in vec2 fTexCoord;out vec4 outColor;
void main(void){ float c = texture(inputMap, fTexCoord); float threshold = 1.0 / levels; while(c > threshold){ threshold += 1.0 / levels; } outColor = vec4(threshold);}
Histogram kiegyenlítés
)()()( hpgfhgp
dh
dggphp )()(
)()(1
maxmax
gphdg
dh
dh
dggp
h
g
dphgh0
max )()(
Histogram kiegyenlítés
max
0
)(G
Gpix GPN
pixN
GPGP
)()(
G
pix
PN
HH
0
max )(int
Histogram kiegyenlítés
Summed area table Mip-map alternatíva Minden elemben egy összeg van Gyorsan számítható
időben generálhatóYT
YB
XL XR
)(log2 n
Histogram kiegyenlítés
SAT generálás
DCBA E
C+DB+CA+BA D+E
A+B+C+DA+B+CA+BA B+C+D+E
A+B+C+DA+B+CA+BA A+B+C+D+E
Histogram kiegyenlítés
SAT generálástA = input imagen = logr(width)m = logr(height)
// horizontal phasefor(i=0; i<n; i=i+1) tB[x,y] = tA[x,y] + tA[x+1*ri, y] + tA[x+2*ri, y] + ... tA[x+r*ri, y]
swap(tA, tB)
Histogram kiegyenlítés
SAT generálás OpenGL
float offset = 1.0f / (float)histogramLevels;int inputBuffer = 0;for(int i=0; i<8; ++i){ sat[(inputBuffer + 1) % 2]->setRenderTarget(0); satShader->enable(); satShader->bindUniformTexture(„inputMap”, sat[inputBuffer]->getColorBuffer(0), 0); satShader->bindUniformFloat(„offset”, -offset); fullscreenQuad->render(satShader); sat[(inputBuffer + 1) % 2]->disableRenderTarget();
inputBuffer = (inputBuffer + 1) % 2; offset *= 2.0f;}
Histogram kiegyenlítés
SAT generálás Fragmens shader
uniform sampler2D inputMap;uniform float offset;
in vec2 fTexCoord;out vec4 outColor;
void main(void){ float current = texture(inputMap, fTexCoord).x; float sampleOff = fTexCoord.x + offset; float addValue = 0.0; if(sampleOff >= 0.0){ addValue = texture(inputMap, vec2(sampleOff, 0.0)).x; }
outColor = vec4(current + addValue);}
Kiegyenlítő leképzés
Histogram kiegyenlítés
uniform sampler2D inputMap;uniform sampler2D histogram;uniform float level;
in vec2 fTexCoord;out vec4 outColor;
void main(void){ float current = texture(inputMap, fTexCoord).x; float accum = texture(histogram, vec2(current, 0.0)).x;
float bin = floor(accum / level);
outColor = vec4(bin);}
Tone mapping
Dinamika tartományok
Leképzés HDR-ről LDR-re Luminancia: Y Átlagos luminancia: Y’
],0[]1,0[
'Y
YYr
r
rr
YWY
YD
1
1 2
r
rr
Y
WYYD
1
)/1( 2
Tone mapping
Tone mapping
A leképzés lépései
Luminancia leképzés
tA = eredeti kép
tL = luminancia(tA)
látlag = átlagol(tL)
tB = transform(tA, látlag)
float luminance(vec4 color){ return vec4(color.r * 0.2126, color.g * 0.7152, color.b * 0.0722, 1.0);}
Tone mapping
Átlag képzés Sat Textúra piramis
Tone mapping
Átlag képzésuniform sampler2D inputBuffer;
in vec2 fTexCoord;out vec4 outColor;
void main(void){ vec2 offset = 1.0 / textureSize(inputBuffer, 0); float sum = 0.0; for(int y = -1; y <= 1; ++y){ for(int x = -1; x <= 1; ++x){ sum += texture(inputBuffer, fTexCoord + vec2(x, y) * offset); } } outColor = vec4(sum / 9.0);}
Tone mapping
Átlagos luminanciauniform sampler2D inputBuffer;uniform float Yavg;uniform float alpha;
in vec2 fTexCoord;out vec4 outColor;
void main(void){ float Y = texture(inputBuffer, fTexCoord); outColor = vec4(alpha * Y / Yavg);}
'Y
YYr
Tone mapping
Végső transzformációuniform sampler2D inputBuffer;uniform float W;
in vec2 fTexCoord;out vec4 outColor;
void main(void){ vec4 Yr = texture(inputBuffer, fTexCoord); outColor = vec4(Yr * (1 + Yr / (W * W)) / (1.0 + Yr));}
r
rr
YWY
YD
1
1 2
Tone mapping